C# 堆栈推送和弹出示例

C# 中的 Stack 是什么？

堆栈是一种特殊情况的集合，代表了后进先出 (LIFO) 的概念。为了首先理解 LIFO，我们举个例子。想象一下一堆书，每本书都叠放在一起。

书籍的“后进先出”概念意味着只能从书堆中取出最上面的书。不能从中间取出一本书，因为那样会扰乱书堆的布局。

因此在 C#，堆栈也以相同的方式工作。元素被添加到堆栈中，一个元素位于另一个元素的顶部。将元素添加到堆栈的过程称为推送操作。要从堆栈中删除元素，也可以删除堆栈最顶部的元素。此操作称为弹出。

让我们更详细地了解 Stack 集合可用的操作。

堆栈的声明

堆栈是借助 Stack 数据类型创建的。关键字“new”用于创建 Stack 对象。然后将该对象分配给变量 st。

Stack st = new Stack()

将元素添加到堆栈

push 方法用于将元素添加到堆栈中。该语句的一般语法如下。

Stack.push(element)

从堆栈中删除元素

pop 方法用于从堆栈中删除元素。pop 操作将返回堆栈的最顶部元素。该语句的一般语法如下。

 Stack.pop()

计数

此属性用于获取 Stack 中的项目数。以下是此语句的一般语法。

Stack.Count

包含

此方法用于查看元素是否存在于 Stack 中。以下是此语句的一般语法。如果元素存在，则该语句将返回 true，否则将返回值 false。

Stack.Contains(element)

现在让我们看看它在代码层面上的运作。下面提到的所有代码都将写入我们的 控制台应用。代码将被写入我们的 Program.cs 文件中。

在下面的程序中，我们将编写代码来了解如何使用上述方法。

示例 1：Stack.Push() 方法

在此示例中，我们将看到

• 如何创建堆栈。
• 如何显示堆栈的元素，并使用Count和Contain方法。

using System;
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace DemoApplication
{
 class Program
 {
  static void Main(string[] args)
  {
   Stack st = new Stack();
   st.Push(1);
   st.Push(2);
   st.Push(3);

   foreach (Object obj in st)
   {
    Console.WriteLine(obj);
   }
    Console.WriteLine(); Console.WriteLine();
    Console.WriteLine("The number of elements in the stack " +st.Count);
    Console.WriteLine("Does the stack contain the elements 3 "+st.Contains(3));
    Console.ReadKey();
  }
 }
}

Code 解释：-

1. 第一步是声明堆栈。这里我们将“st”声明为变量，用于保存堆栈的元素。
2. 接下来，我们向堆栈添加 3 个元素。每个元素都通过 Push 方法添加。
3. 现在，由于堆栈元素不能通过索引位置访问，就像 数组列表，我们需要使用不同的方法来显示堆栈的元素。对象 (obj) 是一个临时变量，它被声明用于保存堆栈的每个元素。然后我们使用 foreach 语句遍历堆栈的每个元素。对于每个堆栈元素，将值分配给 obj 变量。然后我们使用 Console.Writeline 命令将值显示到控制台。
4. 我们正在使用 Count 属性（st.count) 获取堆栈中的项目数。此属性将返回一个数字。然后我们将该值显示到控制台。
5. 然后我们使用 Contains 方法查看堆栈中是否存在值 3。这将返回 true 或 false 值。然后我们将此返回值显示到控制台。

如果正确输入上述代码并运行程序，将显示以下输出。

输出：

从输出中我们可以看到堆栈的元素被显示了出来。此外，还显示了 True 的值，表示值 3 在堆栈上被定义。

注意：：您已经注意到，最后推送到堆栈的元素首先显示。这是堆栈的最顶部元素。堆栈元素的数量也显示在输出中。

示例 2：Stack.Pop() 方法

现在让我们看看“移除”功能。我们将看到从堆栈中删除最顶部元素所需的代码。

using System;
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace DemoApplication
{
 class Program
 {
  static void Main(string[] args)
  {
   Stack st = new Stack();
   st.Push(1);
   st.Push(2);
   st.Push(3);
   
   st.Pop();

   foreach (Object obj in st)
   {
    Console.WriteLine(obj);
   }
    Console.ReadKey();
  }
 }
}

Code 解释：-

1. 这里我们只需发出用于从堆栈中删除元素的 pop 方法。

如果正确输入上述代码并运行程序，将显示以下输出。

输出：

我们可以看到元素 3 被从堆栈中移除。

C# Stack Peek() 方法

`Push` 和 `Pop` 方法操作的是栈顶元素，但有时你只需要查看栈顶元素而无需将其移除。`Peek` 方法正是为此而设计的。它会返回栈顶元素的值，同时保持集合不变，这在你想在决定弹出下一个元素之前先测试一下它时非常有用。

步骤1） 创建一个栈，并将三个元素压入其中，使值 3 位于栈顶。

步骤2） 调用 Peek 方法读取顶部元素，然后检查 Count 属性以确认没有删除任何元素。

using System;
using System.Collections;

namespace DemoApplication
{
 class Program
 {
  static void Main(string[] args)
  {
   Stack st = new Stack();
   st.Push(1);
   st.Push(2);
   st.Push(3);
   Console.WriteLine(st.Peek());
   Console.WriteLine(st.Count);
   Console.ReadKey();
  }
 }
}

Code 解释：-

1. 声明了一个名为 st 的栈，并使用 Push 方法将值 1、2 和 3 添加到栈中，因此 3 成为栈顶元素。
2. Peek 方法返回顶部元素而不将其删除，Count 属性仍然报告堆栈中项目的完整数量。

程序运行时，它会打印出该值。 3 从 Peek 开始，然后是计数 3这证明该元素仍然在栈上。如果栈为空，Peek 会抛出 Invalid 异常。OperationException，因此在调用之前检查 Count 是安全的。

通用堆栈在 C# 中

以上示例使用了来自 System.Collections 的非泛型 Stack 类，该类将每个元素存储为一个对象。现代 C# 代码通常更倾向于使用泛型 Stack 类。这是 System.Collections.Generic 命名空间中的类。它将栈绑定到单个已声明的类型，因此编译器会检查每次 Push 和 Pop 操作，无需进行类型转换或装箱。

通用堆栈的主要优势下面列出。

• 型式安全： 类型在声明时就已确定，因此只能推送该类型的值，并且错误会在编译时被捕获。
• 禁止拳击： 像 int 这样的值类型直接存储，这样就避免了非泛型 Stack 所支付的装箱成本。
• 清洁器读取： Pop 和 Peek 直接返回声明的类型，因此您无需将结果从对象强制转换回来。

using System;
using System.Collections.Generic;

namespace DemoApplication
{
 class Program
 {
  static void Main(string[] args)
  {
   Stack<string> st = new Stack<string>();
   st.Push("Java");
   st.Push("Python");
   Console.WriteLine(st.Pop());
   Console.ReadKey();
  }
 }
}

在这个例子中，栈被声明为 Stack因此，它只接受字符串值。Pop 方法直接返回一个字符串并打印出来。 Python最后一次推送的值。对于任何新项目，通用堆栈是推荐的选择。

C# 中栈和队列的区别

一叠和一个 队列 栈和队列都是控制元素移除顺序的集合，但它们遵循相反的规则。栈是后进先出（LIFO），而队列是先进先出（FIFO）。选择正确的集合可以让其他开发者清楚地理解你的代码意图。

主要区别如下：

• 订购： 栈先移除最近添加的元素（后进先出），而队列先移除最旧的元素（先进先出）。
• 方法： 栈使用 Push 和 Pop 来添加元素，而队列使用 Enqueue 来添加元素，使用 Dequeue 来移除元素。
• 顶层元素访问： 栈通过 Peek 函数读取下一个元素，队列通过从队首开始的 Peek 函数读取下一个元素。
• 典型用途： 栈适合撤销功能、表达式求值和递归 trac队列适合调度、缓冲和广度优先遍历。

这两种类型都可以以通用堆栈的形式提供。和队列在 System.Collections.Generic 中，因此无论选择哪种方式，都能获得类型安全。

常见问题